Elektrochemische Energiewandler und -speicherEin einführendes Lehrbuch zur elektrochemischen Energieumwandlung und-speicherung, das die aktuellen und zukünftigen Energieperspektiven berücksichtigt
Elektrochemische Energiewandler und -speicher schlieβt eine Lücke in der Literatur, indem es eine umfassende Beschreibung der Grundlagen und einen detaillierten Überblick über die realen, praktischen Anwendungen der elektrochemischen Energiespeicherung und-umwandlung bietet. Das von zwei anerkannten Experten zu diesem Thema geschriebene Lehrbuch behandelt sowohl die Grundlagen der Energieumwandlung und -speicherung als auch die Arten der Umwandlung und Speicherung von elektrischer Energie unter besonderer Berücksichtigung der Nutzung erneuerbarer Energiequellen.
Das Buch richtet sich sowohl an Studierende als auch an Fachleute und deckt ein breites Spektrum an Themen ab, das von thermodynamischen, kinetischen und elektrochemischen Grundlagen bis hin zu einer vollständigen Darstellung aller elektrochemischen Systeme für die Energieumwandlung und -speicherung reicht. Zahlreiche Abbildungen, Beispiele und Beschreibungen praktischer Anwendungen erleichtern das Verständnis des dargestellten Materials. Dieses wichtige Lehrbuch:
- Bietet eine dringend benötigte Einführung in die Grundlagen und jüngsten Entwicklungen der elektrochemischen Energietechnik
- Beleuchtet die Prozesse und Anwendungen der Energieumwandlung und -speicherung
- Liefert Informationen über experimentelle Methoden
Elektrochemische Energiewandler und -speicher richtet sich an Studierende der Chemie, der Materialwissenschaften und der Ingenieurwissenschaften und beantwortet die Nachfrage nach einer aktuellen Einführung in dieses wichtige Thema.
Angesichts der stets wachsenden Bedeutung regenerativer Energien für die Energieversorgung ist das Thema elektochemischer Wandlung und -speicherung wichtiger denn je - das ist das Lehrbuch dazu.
1 Prozesse und Anwendungen von elektrochemischer Wandlung und Speicherung2 Electrochemische Prozesse und Systeme2.1 Parasitische Reaktionen2.2 Selbstentladung2.3 Zelldegeneration2.3.1 Alterung3 Thermodynamik elektrochemischer Systeme4 Kinetik elektrochemischer Energiewandlungsprozesse4.1 Schritte in Elektrodenreaktionen und Überpotentiale4.2 Transport4.3 Ladungsdurchtritt4.4 Überpotential4.5 Diffusion4.6 Weitere Überpotentiale5 Elektroden und Elektrolyte6 Experimentelle Methoden6.1 Batterietester6.2 Strom-Potentialmessungen6.3 Lade/Entlade-Messungen6.4 Batterieladung6.5 Einfache und zyklische Voltammetrie6.6 Impedanzmessungen6.7 Galvanostatische Titration (GITT)6.8 Potentiostatische Titration (PITT)6.9 Elektrochemische Potentialsprungspektroskopie (SPECS)6.10 Elektrochemische Quarzmikrowaage (EQCM)6.11 Nicht-elektrochemische Methoden6.11.1 Festkörper-Kernresonanzspektroskopie6.11.2 Gasadsorptionsmessungen6.11.3 Mikroskopien6.11.4 Thermische Messungen6.11.5 Modellierung7 Primärsysteme7.1 Wäßrige Systeme7.1.1 Zink-Kohle-Batterie7.1.2 Alkalische Zn//MnO2-Batterie7.1.3 Zn//HgO-Batterie7.1.4 Zn//AgO-Batterie7.1.5 Cd//AgO-Batterie7.1.6 Mg//MnO2-Batterie7.2 Nichtwäßrige Systeme7.2.1 Primäre Lithiumbatterien7.2.2 Li//MnO27.2.3 Li//Bi2O37.2.4 Li//CuO7.2.5 Li//V2O5, Li//Ag2V4O11, und Li//CSVO7.2.6 Li//CuS7.2.7 Li//FeS27.2.8 Li//CFx-Primärbatterie7.2.9 Li//I27.2.10 Li//SO27.2.11 Li//SOCl27.2.12 Li//SO2Cl27.2.13 Li//Oxyhalid-Primärbatterie7.3 Metall-Luft-Systeme7.3.1 Wäßrige Metall-Luft-Batterien7.3.2 Nichtwäßrige Metall-Luft-Batterien7.4 Füllbatterien7.4.1 Seewasser-aktivierte Batterien7.4.2 Aktivierbare Hochleistungsbatterien8 Sekundärsysteme8.1 Wäßrige Systeme8.1.1 Bleisäure8.1.2 Bleigitter8.1.3 Ni-basierte Sekundärbatterien8.1.4 Wäßrige wiederaufladbare Lithium-Batterien8.1.5 Wäßrige wiederaufladbare Natrium-Batterien8.2 Nichtwäßrige Systeme8.2.1 Lithium-Ionen-Batterien8.2.2 Wiederaufladbare Li//S-Batterien8.2.3 Wiederaufladbare Na//S-Batterien8.2.4 Wiederaufladbare Li//Se-Batterien8.2.5 Wiederaufladbare Mg-Batterien8.3 Gel-Polymerelektrolyt-basierte Sekundärbatterien8.3.1 Gel-Lithium-Ionen-Batterien8.3.2 Gel-Elektrolyte für Natrium-Batterien8.4 Festelektrolyt-basierte Sekundärbatterien8.4.1 Lithium-Ionen-Feststoffbatterien8.4.2 Wiederaufladbare Lithium-Feststoffbatterien8.5 Wiederaufladbare Metall-Luft-Batterien8.5.1 Wiederaufladbare Li//Luft-Batterien8.5.2 Wiederaufladbare Na//Luft-Batterien8.5.3 Wiederaufladbare Zn//Luft-Batterien8.6 Hochtemperatursysteme8.6.1 Natrium-Schwefel-Batterien8.6.2 Natrium-Nickel-Batterien8.6.3 Flüssigmetallakkumulatoren9 Brennstoffzellen9.1 Die Sauerstoffelektrode9.2 Die Wasserstoffelektrode9.3 Gemeinsamkeiten von Brennstoffzellen9.4 Klassifizierung von Brennstoffzellen9.4.1 Niedertemperaturbrennstoffzellen9.4.2 Alkalische Brennstoffzellen9.4.3 Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen (PEMFCs)9.4.4 Alkoholdirektbrennstoffzellen9.4.5 Bioelektrochemische Brennstoffzellen9.4.6 Mitteltemperaturbrennstoffzellen9.4.7 Phosphorsäurebrennstoffzellen (PAFC)9.4.8 Schmelzkarbonatbrennstoffzellen (MCFC)9.4.9 Hochtemperaturbrennstoffzellen (SOFC)9.5 Anwendungen von Brennstoffzellen9.6 Brennstoffzellen in Energiespeichersystemen10 Redoxbatterien10.1 Das Eisen/Chrom-System10.2 Das Eisen/Vanadium-System10.3 Das Eisen/Cadmium-System10.4 Das Brom/Polysulfid-System10.5 Das All-Vanadium-System10.6 Das Vanadium/Brom-System10.7 Actinid-RFB10.8 All-organische RFB10.9 Nichtwäßrige RFB10.10 Hybride Systeme10.11 Das Zink/Cer-System10.12 Das Zink/Brom-System10.13 Zink/organische Systeme10.14 Cadmium/organische Systeme10.15 Das Blei/Bleidioxid-System10.16 Das Cadmium/Bleidioxid-System10.17 Das All-Kupfer-System10.18 Das Zink/Nickel-System10.19 Das Lithium/LiFePO4-System10.20 Vanadium-Festsalz-Batterien10.21 Vanadium-Sauerstoff-Systeme10.22 Elektrochemische Flußkondensatoren10.23 Status und Perspektiven11
